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“中国天眼”今天向世界开放 背后藏着这支浙江

时间:2021-03-31 17:16:52    作者:科技汇    来源:未知

3月31日,有着“中国天眼”之称的FAST——500米口径球面射电望远镜向全球科学家开放。观测时间将从今年8月开始。

中国天眼FAST是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,能够接收到100多亿光年以外的电磁信号。自通过国家验收启动运行以来,中国天眼设施运行稳定可靠,发现的脉冲星数量已达到300颗,并在快速射电暴等研究领域取得重大突破。

它与浙江有什么样的渊源?射电望远镜是如何探索宇宙的秘密?除了FAST,世界上还有哪些著名射电望远镜?一起随小编来看看吧!

这口远在贵州平塘县的“大锅”,与浙江有着不浅的缘分。

原来,FAST反射面的背架所采用的铝合金螺栓球网架结构,便出自于浙江东南网架股份有限公司。

“单片拼装精度要求在2毫米以下,比钢结构所要求的精度都要高,这成为项目实施的一大难点。”浙江东南网架股份有限公司技术负责人周观根说,此外,铝合金焊接后强度大幅下降,以及没有可借鉴的加工工艺先例等问题,同样是摆在团队面前的重要技术难点。

最终,通过与合作单位的联合技术攻关,项目团队达到了单片拼装精度仅1.5毫米的目标,并成功解决了20万个球节点、55万根杆件、4450片背架单元的高精度制造与拼装,实现了空间网格结构高精度的“中国制造”。

光学望远镜和射电望远镜都是观测宇宙天体的重要工具。

如果把光学望远镜比作探测深空的锐利眼睛,射电望远镜就像一只灵敏的耳朵,捕捉宇宙中的射电辐射,倾听着来自遥远空间的微弱声息。

哈勃空间望远镜就是位于地球的大气层之上的光学望远镜。

二者的区别在于,光学望远镜是用于收集可见光的一种望远镜,并且经由聚焦光线,可以直接放大影像、进行目视观测或者摄影等;射电望远镜接收的是肉眼看不到的射电波,跟接收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。因此,FAST的工作不是“看”,而是“听”,依靠500米口径的“大耳朵”来“收听”太空深处物体发出的无线电波。

随着性能的提升,FAST的科学潜力逐步显现,它的超强灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力,有望在短时间内实现纳赫兹的引力波探测、捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波,为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑。同时它还有能力将我国深空探测及通讯能力延伸至太阳系边缘,满足国家重大战略需求。

据专家介绍,向全球科学家开放是FAST立项时就确立的初衷,它的目标就是拓展人类洞察宇宙的视野。射电科学家普遍关心的项目将被优先考虑,比如多科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等,但观测申请不限于这些领域。

星辰大海,是我们的征途。

FAST的终极目标是改变人类的宇宙观,围绕其自身的五大既定科学目标和包括快速射电暴、系外行星射电探测在内的新兴前沿领域,它为我们展现的宇宙画面才刚刚开启……

美国阿雷西博天文台(ARECIBO)

其位于波多黎各岛上的一座天然火山口(阿雷西沃山谷)中,是FAST之前世界上最大的单口径射电望远镜。它的反射面直径为350米。阿雷西博在发现太阳系外第一颗行星的过程中发挥关键作用。1974年,阿雷西博发现了第一颗双星脉冲星,间接证实了广义相对论的预言。此外,该望远镜还绘出第一幅金星表面的雷达图。阿雷西博曾和中国天眼FAST,被誉为地球射电天文学上的“两只大眼睛”。

阿塔卡玛大型毫米波天线阵(ALMA)

其位于智利北部的查南托高原拉诺德查南托天文台,由64面口径为12米的射电天线组成,是由多个国家的研究机构合作建造的大型射电望远镜阵列。这里海拔5059米,是地球上气候最干燥的地区之一,非常适合毫米波天文观测。

德国埃菲尔斯伯格射电望远镜(Effelsberg)

它是目前世界上最大的全可动射电望远镜之一,位于德国波恩市西南方向约40千米的一个山谷中。这台望远镜的观测波段很宽,从90厘米到3毫米。其灵敏度和分辨率较高,率先在毫米波段观测到脉冲星的辐射,并且在射电星系、活动星系核、星际分子等方面的观测中也收获颇丰。

澳大利亚平方公里阵列射电望远镜(SKA)

平方公里阵列射电望远镜(SKA)首台天线样机。 新华社发

它位于澳大利亚的默奇森地区,由36架碟形天线组成,每架天线的直径为12米。该区域没有其他无线电信号干扰,可以清楚地接收到来自宇宙的信号。SKA建造的目的是为了解答目前困扰科学界的众多问题,如关于第一代天体如何形成、星系演化、宇宙磁场、引力的本质、地外生命与地外文明、暗物质和暗能量等。

中国上海佘山65米口径射电望远镜

中国上海佘山65米口径射电望远镜(天马望远镜),主反射面的面积相当于8个篮球场,共有8个接收波段,是一台全方位可动的高性能的射电望远镜。该望远镜由中国科学院、上海市政府和中国探月工程专项共同出资建造,中科院上海天文台负责运行。它可以观测到100多亿光年以外的天体,在我国的嫦娥探月工程、火星探测等一系列重要的深空探测任务中都有它的身影。

 




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